Astronomisk spektroskopi

FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc
02-03-2018 Ivan Horn A

Spektroskopi er en af ​​de vigtigste måder for astronomerne at studere universet. I 1835, Auguste Comte sagde i sin Kursus i Positiv filosofi, at blandt de ting, der ville forblive evigt uden for rækkevidde af menneskelig viden indeholdt den kemiske sammensætning af solen. Han levede ikke længe nok til at se to tyske forskere i 1865, Robert Bunsen og Gustav Kirchhoff først analysere sollys og tillade bestemmelse af den kemiske sammensætning af det. Siden da har den astronomiske spektroskopi vokset støt og spektrografer er nu en del af alle astronomiske observatorier i verden.

Analysen af ​​et spektrum giver os en masse information om den kilde, der udsendte lys, men også det materiale placeret mellem kilden og os.

Historisk

Gennem historien har mænd observeret i regnbuer under brusere. Det må dog vente til 1665 Isaac Newton er interesseret i spørgsmålet om nedbrydning af lys gennem et prisme. 150 år senere, i 1814, Joseph von Fraunhofer opdagede stråler, der bærer hans navn i spektret af solen. Fraunhofer bruger en diffraktionsgitter opfundet i 1785 af David Rittenhouse. I 1865, Robert Bunsen og Gustav Kirchhoff også indse stråler ved at observere spektre og flammer, bedøvelse, indse, at disse linjer er nøjagtig de samme steder som dem beskrevet af Fraunhofer, 50 år tidligere, og forbinder spektre og kemiske sammensætning af objekter observeret. Han udledte den eponyme lov "et organ kan kun absorbere stråling, der kan udstede", der vil have en revolutionerende effekt på det astronomiske beløb som undtagelse krav fra Comte. Det er også det tidspunkt, hvor Dmitri Mendeleev udviklede sin berømte periodiske system, som stadig har mange huller. De kemikere derefter haste på jagt efter ukendte elementer ved at studere ukendte linier i spektrene af flammer alle de mineraler, der falder i deres hænder. Således blev opdaget gallium, germanium ... Bemærk også, at helium blev identificeret i sol spektret for et par år, før de findes på Jorden. Faktisk den franske astronom Pierre Janssen opdaget 5875A linje i sol spektrum under total solformørkelse i Guntur, Indien. Den britiske astronom Sir JN Lockyer foreslog navnet helium siden linjen blev påvist i Helios spektret. Samtidig, fysikforskning på den atomare struktur præcisere arten af ​​kvanter, afhængighed af det elektromagnetiske spektrum med bølgelængder på grund af de forskellige overgange i energiniveauer. Slutningen af ​​det nittende århundrede, er det også interesseret i kvaliteten af ​​lys og forholdet mellem temperatur og energifordelingen i spektret. Wiens lov, observation af spektret af hydrogenatomet og dens forskellige »serie« fører til udviklingen af ​​kvantemekanikken og Bohr model af atomet. Pieter Zeeman opdaget, at linjerne dekomponeres under påvirkning af et magnetfelt, Zeeman effekt er relateret til elektron spin.

Kirchhoffs konklusioner om solens spektrum - Solen er sammensat af en meget varm centralt organ med ansvar for den løbende baggrund af spektret, omgivet af en "atmosfære", de ydre lag køligere og mindre tætte stråler er ansvarlige for absorption, mørke linjer på lys kontinuerlig baggrund - vil få betydelige astronomiske konsekvenser. Faktisk anvendes på de stjerner af Huggins og Secchi i Rom, på mange stjerner, stjernernes spektroskopi afslører spektrale ligheder til spektret af stjernen af ​​dagen: en kontinuerlig baggrund gennemskåret striber eller mørke bånd mere eller mindre bred; Så er, at konstitueringen af ​​disse stjerner bør svare til den for solen! Endvidere er fremskridt i fysisk kemi bruges til at forbinde tilstedeværelsen af ​​en bestemt linje i et bestemt kemisk grundstof til de fysiske betingelser inde i stjernen undersøgt. Således kommer til "Store" stjernerne i henhold til deres spektre som funktion af temperaturen af ​​dens atmosfære, og i henhold til deres tilsyneladende lysstyrke. Kombineret med lovgivningen i Pogson mellem tilsyneladende og absolutte størrelser, vil analyse af spektre af stjerner føre til deres klassificering i et diagram "spektral typen - light" bringe Hertzsprung-Russell-diagrammet navn i 1910 skyldes to astronomer arbejde selvstændigt : Ejnar Hertzsprung og Henry Norris Russell. I slutningen af ​​det nittende og begyndelsen af ​​det tyvende århundrede, vi havde meget lidt idé om naturen "ekstragalaktiske" himmellegemer. Vi troede Således han opdaget i 1885 under tilstedeværelse af en "nova" i den centrale region Messier 31, den berømte "tågen" Andromeda), som vi troede, det var en del af Mælkevejen . Forskning af Ms Henrietta Leavitt, Shapley, Slipher, Hubble og andre var at understrege, at disse tåger i virkeligheden var fjernt "ø universer". I 1929, Edwin Hubble, analysere spektre af nogle "stjernetåger" fjern, har bemærket, at deres spektrum har en rødforskydning sammenlignet med et spektrum af en reference kilde; og denne forskel var endnu større end målet objektet var længere væk, svarende til "Doppler-effekten", der var blevet indberettet: fremtidens Hubbles lov. Dette er grundlaget for den nuværende kosmologiske model: Big Bang, efterfulgt af en udvidelse af universet stadig i gang. Den Zeeman effekt tilladt George Ellery Hale viser oprindelsen af ​​den magnetiske solplet realisere den første magnetogram. Den spektroskopi tillader også studiet af sammensætningen af ​​planeternes atmosfærer og isotopsammensætningen af ​​partikler fra kometer.

De forskellige spektrografer

  • Den længe spalte spektrograf, som er identisk med dem, der anvendes i andre videnskaber, og som regel små og mellemstore spektral opløsning.
  • Skalaen spektrograf, som gør det muligt at optimere brugen af ​​detektorens overflade, og som opnår en meget høj spektral opløsning.
  • Den fiberoptiske spektrograf anvendelse af en optisk fiber i stedet for en spalte.
  • Den multi-objekt spektrograf, som tillader, gennem multi-spalte masker eller fibre til at observere flere objekter samtidig.
  • Spektrografen Fouriertransformation.
  • Felt Den spectrograhe-hjulstræk.

Eksempler

  • UVES spektrograf er en skala i optik, monteret på VLT.
  • FORS1 FORS2 og to optiske spektrografer er også installeret på VLT, som gør det muligt for både lang spalte spektroskopi og multi-objekt.
  • FLAMES er en multi-objekt spektrograf, multi-fibre, VLT.
Forrige artikel Admiralty Rotterdam
Næste artikel Anatalavis